專利名稱：測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁兼容自動(dòng)測(cè)試設(shè)備和方法，用于對(duì)汽車電子產(chǎn)品 的電磁敏感度進(jìn)行測(cè)試，尤其應(yīng)用于汽車電子產(chǎn)品的大電流注入測(cè)試和自 由場(chǎng)測(cè)試。
背景技術(shù)：
汽車電子產(chǎn)品都需要進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn)，其中就包括電磁敏感度的測(cè) 試，以驗(yàn)證汽車電子產(chǎn)品在電磁干擾作用下是否能正常工作。電磁敏感度 是反映被測(cè)產(chǎn)品抵抗干擾的能力。
汽車電磁敏感度的測(cè)試以前主要是通過(guò)手動(dòng)操作測(cè)試儀器來(lái)進(jìn)行。由 于需要根據(jù)試驗(yàn)的操作規(guī)程，對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)儀器進(jìn)行多次重復(fù)操作，有時(shí) 還需記錄下多臺(tái)儀器的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)無(wú)疑是很繁重的工 作，效率低，而且存在出錯(cuò)的可能。 '

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備和方法，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)測(cè)
試標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)控制測(cè)試過(guò)程，高效地完成大電流注入測(cè)試:、自由場(chǎng)測(cè)試等汽 車電磁敏感度測(cè)試項(xiàng)目。
本發(fā)明提出的一種測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，包括電源、人工電
源網(wǎng)絡(luò)、電流注入探頭和電流監(jiān)測(cè)探頭，電源經(jīng)過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)和線纜與 被測(cè)產(chǎn)品連接，連接人工電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品的線纜穿過(guò)電流注入探頭和
電流監(jiān)測(cè)探頭。還包括控制單元、接口卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、 第一功率單元；控制單元通過(guò)接口卡控制信號(hào)發(fā)生器的工作，信號(hào)發(fā)生器 產(chǎn)生的射頻干擾信號(hào)接入功率放大器，功率放大器將放大后的高功率干擾 信號(hào)通過(guò)電流注入探頭對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加電磁干擾；電流監(jiān)測(cè)探頭將監(jiān)測(cè)到 的感應(yīng)電流強(qiáng)度反饋給第一功率單元，第一功率單元通過(guò)接口卡將監(jiān)測(cè)到 的感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度傳送給控制單元；控制單元根據(jù)接收到的感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度與標(biāo)定信號(hào)強(qiáng)度的偏差，通過(guò)接口卡調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出，使感應(yīng)信號(hào)強(qiáng) 度達(dá)到標(biāo)定信號(hào)強(qiáng)度值。
優(yōu)選的，還包括第二功率單元，其一端連接到接口卡，另一端連接到 功率放大器的輸出端；用于測(cè)量功率放大器產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度，并將干 擾信號(hào)強(qiáng)度值傳送到控制單元。所述第二功率單元具有雙輸入通道，用于 同時(shí)測(cè)量所述功率放大器的前向功率和反向功率，所述控制單元計(jì)算前向 功率和反向功率的差值，當(dāng)其小于設(shè)定值時(shí)，控制單元調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的 輸出信號(hào)到初始值，以保護(hù)功率放大器。
優(yōu)選的，所述第一、第二功率單元包括功率探頭和功率計(jì)，注入電流 或感應(yīng)電流強(qiáng)度通過(guò)功率探頭饋給功率計(jì)，功率計(jì)測(cè)量干擾信號(hào)或感應(yīng)信 號(hào)的強(qiáng)度。
優(yōu)選的，所述功率放大器內(nèi)集成有定向耦合器，干擾信號(hào)通過(guò)定向耦 合器接入電流注入探頭。
優(yōu)選的，所述的接口卡是GPIB卡，GPIB卡一端通過(guò)PCI接口與控制 單元相連；另一端通過(guò)GPIB電纜與各測(cè)試儀器相連，通過(guò)GPIB電纜連接 的各個(gè)儀器具有不同的GPIB地址。
本發(fā)明提出的另一種測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，包括電源、人工 電源網(wǎng)絡(luò)、射頻發(fā)射天線和場(chǎng)強(qiáng)探頭，電源經(jīng)過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)和線纜與被 測(cè)產(chǎn)品連接，連接人工電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品的線纜水平平行放置在絕緣板 上；還包括控制單元、接口卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀; 控制單元通過(guò)接口卡控制信號(hào)發(fā)生器的工作，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的射頻干擾 信號(hào)接入功率放大器，功率放大器將放大后的高功率干擾信號(hào)通過(guò)射頻發(fā) 射天線對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加電磁輻射干擾；場(chǎng)強(qiáng)探頭將監(jiān)測(cè)到的電磁輻射場(chǎng)強(qiáng) 信號(hào)通過(guò)光纖反饋給場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀，場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀將監(jiān)測(cè)到的感應(yīng)電磁輻射強(qiáng) 度傳送給控制單元；控制單元根據(jù)接收到的感應(yīng)電磁輻射強(qiáng)度與標(biāo)定電磁 輻射強(qiáng)度的偏差，通過(guò)接口卡調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出，使感應(yīng)電磁輻射強(qiáng) 度達(dá)到標(biāo)定電磁輻射強(qiáng)度值。
優(yōu)選的，還包括第二功率單元，其一端連接到接口卡，另一端連接到 功率放大器的輸出端；用于測(cè)量功率放大器產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度，并將干 擾信號(hào)強(qiáng)度值傳送到控制單元。所述第二功率單元包括功率探頭和功率計(jì)，
注入電流通過(guò)功率探頭饋給功率計(jì)，功率計(jì)測(cè)量干擾信號(hào)的強(qiáng)度。所述第 二功率單元具有雙輸入通道，用于同時(shí)測(cè)量所述功率放大器的前向功率和 反向功率，所述控制單元計(jì)算前向功率和反向功率的差值，當(dāng)其小于設(shè)定 值時(shí)，控制單元調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)到初始值，以保護(hù)功率放大器。
優(yōu)選的，所述功率放大器內(nèi)集成有定向耦合器，干擾信號(hào)通過(guò)定向耦 合器接入射頻發(fā)射天線。
優(yōu)選的，場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀通過(guò)串口與控制單元相連；所述的接口卡是GPIB 卡，GPIB卡一端通過(guò)PCI接口與控制單元相連；另一端通過(guò)GPIB電纜與 各測(cè)試儀器相連，通過(guò)GPIB電纜連接的各個(gè)儀器具有不同的GPIB地址。
本發(fā)明提出的一種測(cè)試汽車電磁敏感度的方法，包括以下處理步驟
1) 確定各頻點(diǎn)的標(biāo)定電平，控制單元根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)定數(shù)據(jù)確定 控制參數(shù)對(duì)信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生射頻干擾信號(hào)，控制參數(shù)包括: 信號(hào)調(diào)制方式、調(diào)制深度、輸出信號(hào)起始頻點(diǎn)、起始輸出電平；該射頻干 擾信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后通過(guò)天線或探頭對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加電場(chǎng)；
2) 將監(jiān)測(cè)到的測(cè)試電平值反饋到控制單元，與標(biāo)定電平比較確定差 值，并根據(jù)該電平差值確定對(duì)信號(hào)發(fā)生器輸出電平進(jìn)行調(diào)節(jié)的步進(jìn)值，然 后調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出電平；
3) 循環(huán)執(zhí)行步驟2)，直到測(cè)試電平值達(dá)到該頻點(diǎn)的標(biāo)定電平，保持測(cè) 試電平不變，在該頻點(diǎn)駐留一定時(shí)間，測(cè)試被測(cè)產(chǎn)品在該頻點(diǎn)的電磁敏感 參數(shù)；
4) 對(duì)測(cè)試頻段的下一頻點(diǎn)進(jìn)行步驟l)至步驟3)的測(cè)試過(guò)程，直至 測(cè)試頻段的所有頻點(diǎn)均測(cè)試完成。
優(yōu)選的，驟2)中確定步進(jìn)值具體采用以下調(diào)節(jié)方式-△=a*(exp(b*dp)-l)
A為輸出電平調(diào)節(jié)的步進(jìn)值，dp為測(cè)試電平和預(yù)先標(biāo)定電平的差值， a、 b為針對(duì)具體測(cè)試確定的系數(shù)。電平調(diào)節(jié)的步進(jìn)值A(chǔ)值通過(guò)強(qiáng)制限制在 -0.5 20dB之間，最小單位為O. ldB。
優(yōu)選的，步驟l)中起始輸出電平為-60dB。
優(yōu)選的，步驟3)中測(cè)試被測(cè)產(chǎn)品在該頻點(diǎn)的電磁敏感參數(shù)具體包括
以下過(guò)程a.監(jiān)測(cè)被測(cè)產(chǎn)品性能是否出現(xiàn)敏感；b.如出現(xiàn)敏感，則確定
出現(xiàn)敏感時(shí)的敏感門(mén)限電平，并形成敏感門(mén)限電平曲線。
釆用本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備和方法，其產(chǎn)生的效果是(1)測(cè)試過(guò)程基于 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)定數(shù)據(jù)，在規(guī)定頻段內(nèi)的一系列頻點(diǎn)上，通過(guò)自動(dòng)的對(duì)被測(cè) 產(chǎn)品施以特定電平，來(lái)驅(qū)動(dòng)功率放大器在線束上產(chǎn)生一定的試驗(yàn)電流，和 通過(guò)射頻發(fā)射天線在空間中產(chǎn)生一定的試驗(yàn)電場(chǎng)。測(cè)試電平產(chǎn)生的試驗(yàn)電
流可達(dá)到100mA，試驗(yàn)電場(chǎng)可達(dá)到100V/m。適合于各種汽車電子產(chǎn)品的 電磁敏感度測(cè)試。(2)由于采用閉環(huán)自動(dòng)控制的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的電 磁敏感度測(cè)試，測(cè)試效率高。通過(guò)記錄下被測(cè)產(chǎn)品在電磁干擾下各頻點(diǎn)的 敏感度值，將測(cè)試數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)要求的限值進(jìn)行比較，以判定被測(cè)產(chǎn)品合格 與否，并生成測(cè)試報(bào)表。有效地降低了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大的減少 了出錯(cuò)的可能。(3)本測(cè)試設(shè)備由于設(shè)置了第二功率控制單元，可以在功 率放大器處于空載狀態(tài)時(shí)，控制單元及時(shí)調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出，達(dá)到保 護(hù)功率放大器的作用。(4)本測(cè)試設(shè)備通過(guò)實(shí)用GPIB卡作為接口卡，可 以方便的實(shí)現(xiàn)控制單元與儀器設(shè)備之間的通訊，性能可靠穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的大電流注入測(cè)試設(shè)備優(yōu)選實(shí)施例原理圖； 圖2是本發(fā)明的自由場(chǎng)測(cè)試設(shè)備優(yōu)選實(shí)施例原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合大電流注入測(cè)試和自由場(chǎng)測(cè)試的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本
發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
a)大電流注入(BCI)測(cè)試
大電流注入測(cè)試主要用于檢測(cè)被測(cè)產(chǎn)品在使用狀態(tài)下，對(duì)感應(yīng)電流效 應(yīng)的敏感度。組成設(shè)備有控制單元、GPIB卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、 功率計(jì)、電流注入探頭、電流監(jiān)測(cè)探頭、電源和人工電源網(wǎng)絡(luò)等。其中控 制單元、GPIB卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、功率計(jì)放置在控制室中， 電流注入探頭、電流監(jiān)測(cè)探頭、電源和人工電源網(wǎng)絡(luò)，以及被測(cè)產(chǎn)品放置 在屏蔽室的接地平板上。其原理圖見(jiàn)圖1。
控制單元中至少帶有一個(gè)PCI插槽，用于插入接口卡，接口卡采用 GPIB卡，具體可以使用美國(guó)NI公司的PCI-GPIB卡。該P(yáng)CI-GPIB卡為
標(biāo)準(zhǔn)24芯接頭，最多可連接14臺(tái)儀器，最大數(shù)據(jù)傳輸率1.5MB/s，遵循 IEEE 488.2協(xié)議。GPIB卡通過(guò)GPIB電纜與儀器連接，實(shí)現(xiàn)控制軟件與儀 器設(shè)備之間的通訊，本實(shí)施例中，GPIB卡通過(guò)GPIB電纜連接到信號(hào)發(fā)生 器、兩臺(tái)功率計(jì)共三臺(tái)儀器，每臺(tái)儀器定義不同的GPIB地址。
控制單元通過(guò)GPIB卡控制信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生射頻干擾信號(hào)，用于模 擬干擾信號(hào)源。信號(hào)發(fā)生器使用前鋒QF1481型合成信號(hào)發(fā)生器，頻率范 圍為100kHz 2.1 GHz，功率范圍為-127 +16 dBm，具有AM、 PM內(nèi) 調(diào)制功能。
信號(hào)發(fā)生器通過(guò)屏蔽電纜接入功率放大器，功率放大器用于將信號(hào)發(fā) 生器產(chǎn)生的射頻干擾信號(hào)放大為高功率的干擾信號(hào)。使用PRANA公司的 AP32DT214功率放大器，頻率范圍為10 kHz 1000 MHz，最大輸出功率為 400 W。
高功率干擾信號(hào)由功率放大器內(nèi)集成的定向耦合器接入到電流注入探 頭，模擬電磁干擾源給被測(cè)產(chǎn)品施加電磁千擾。
經(jīng)功率探頭與定向耦合器連接的功率計(jì)，用于測(cè)量功率放大器實(shí)際發(fā) 出的干擾信號(hào)的強(qiáng)度，控制程序通過(guò)GPIB卡讀取功率計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)。該 功率探頭與功率計(jì)組成第二功率單元。功率計(jì)使用AR公司的PM2002， 配備PH2000系列功率探頭，頻率范圍為10kHz 100GWz，功率范圍為-70 + 44dBm。該功率計(jì)具有雙輸入通道，能同時(shí)測(cè)量功率放大器的前向 功率和反向功率，前向功率和反向功率之差反應(yīng)功率放大器的負(fù)載狀態(tài)。 當(dāng)程序讀取的前向功率和反向功率的差值小于一設(shè)定值時(shí)(如ldBm，程 序能根據(jù)測(cè)試類型自動(dòng)設(shè)定)時(shí)，即認(rèn)為功率放大器處于空載狀態(tài)，程序 能自動(dòng)控制信號(hào)發(fā)生器的輸出電平降到初始值(-60dBm)，以保護(hù)功率放 大器。
電流監(jiān)測(cè)探頭將感應(yīng)電流強(qiáng)度，經(jīng)功率探頭饋給功率計(jì)，控制程序通 過(guò)GPIB卡讀取功率計(jì)的數(shù)值，監(jiān)視感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度的變化。該功率探頭與 功率計(jì)組成第一功率單元。當(dāng)感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)先標(biāo)定信號(hào)強(qiáng)度有偏差時(shí)， 調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出電平，直到功率計(jì)監(jiān)視到的感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)先 標(biāo)定信號(hào)強(qiáng)度值；若調(diào)整到功率放大器的實(shí)際前向功率為標(biāo)定前向功率的 3倍時(shí)仍未達(dá)到標(biāo)定電平值，則停止調(diào)整，結(jié)束該頻率點(diǎn)的測(cè)試。即為-種閉環(huán)法進(jìn)行測(cè)試。
電源經(jīng)過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)和線纜與被測(cè)產(chǎn)品連接，提供被測(cè)產(chǎn)品正常工
作的電壓。電源為蓄電池，功率及輸出電壓由被測(cè)產(chǎn)品的供電要求確定。 人工電源網(wǎng)絡(luò)的功能是提供50歐姆的阻抗匹配和實(shí)現(xiàn)電源濾波。連接人工 電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品的線纜穿過(guò)電流注入探頭和電流監(jiān)測(cè)探頭。 b)自由場(chǎng)測(cè)試
自由場(chǎng)測(cè)試是考核被測(cè)產(chǎn)品對(duì)輻射電場(chǎng)的承受力，觀察其是否會(huì)出現(xiàn)
性能降低或故障。組成設(shè)備包括控制單元、GPIB卡、信號(hào)發(fā)生器、功率 放大器、功率計(jì)、射頻發(fā)射天線、場(chǎng)強(qiáng)探頭、場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀、電源和人工電 源網(wǎng)絡(luò)。其中控制單元、GPIB卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、功率計(jì)、 和場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀在控制室中，射頻發(fā)射天線、場(chǎng)強(qiáng)探頭、電源和人工電源網(wǎng) 絡(luò)，以及被測(cè)產(chǎn)品放置在半電波暗室的接地平板上。被測(cè)產(chǎn)品暴露于由射 頻天線產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)中進(jìn)行試驗(yàn)。其原理圖見(jiàn)圖2。
自由場(chǎng)測(cè)試在控制室控制部分的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理與大電流注入測(cè) 試系統(tǒng)是相同的。也是控制單元通過(guò)GPIB卡控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生射頻干 擾信號(hào)，通過(guò)功率放大器將干擾信號(hào)放大。
高功率干擾信號(hào)由功率放大器內(nèi)集成的定向耦合器通過(guò)屏蔽電纜接入 到射頻發(fā)射天線，以電磁輻射的形式發(fā)射出去，用于模擬對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的輻 射干擾。射頻發(fā)射天線使用AR公司的AT4001 ，頻率范圍為400MHz ~1000 MHz。
場(chǎng)強(qiáng)探頭的作用是感應(yīng)被測(cè)產(chǎn)品附近的電磁輻射強(qiáng)度，通過(guò)光纖將場(chǎng) 強(qiáng)信號(hào)饋給場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀?？刂茊卧獛в谢赗S232的9pin串行接口與場(chǎng)強(qiáng) 監(jiān)測(cè)儀相連。控制單元通過(guò)串口讀取場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀的測(cè)試數(shù)據(jù)。場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀 使用AR公司的FM4000，場(chǎng)強(qiáng)探頭使用AR公司的FP6001三軸場(chǎng)強(qiáng)探 頭。閉環(huán)法同樣應(yīng)用于自由場(chǎng)測(cè)試，只是測(cè)試電平為場(chǎng)強(qiáng)電平，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng) 監(jiān)測(cè)儀獲取。
被測(cè)產(chǎn)品的供電通過(guò)電源經(jīng)過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)提供。電源為蓄電池，功 率及輸出電壓由被測(cè)產(chǎn)品的供電要求確定。人工電源網(wǎng)絡(luò)的功能是提供50 歐姆的阻抗匹配和實(shí)現(xiàn)電源濾波。連接人工電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品的線纜水 平平行放置在絕緣板上。
下面對(duì)本發(fā)明的測(cè)試方法進(jìn)行具體說(shuō)明。 一般在測(cè)試前需要對(duì)線纜和
系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。
(1) 線纜標(biāo)定將被標(biāo)定線纜連接于信號(hào)發(fā)生器與功率計(jì)之間，信號(hào) 發(fā)生器輸出一個(gè)既定電平的信號(hào)，功率計(jì)讀取實(shí)際電平值，兩者之間的差 值即為該線纜的衰減值。由于，在信號(hào)發(fā)生器與功率放大器、功率放大器 與功率計(jì)、功率放大器與電流注入探頭、功率放大器與射頻發(fā)射天線、電 流監(jiān)測(cè)探頭與功率計(jì)之間，都是通過(guò)屏蔽電纜連接的。不同的屏蔽電纜具 有不同的衰減值，在測(cè)試過(guò)程中將衰減值予以考慮可以提高測(cè)試的精度。
(2) 系統(tǒng)標(biāo)定
① 根據(jù)不同產(chǎn)品的要求確定測(cè)試等級(jí)(即標(biāo)定值)，對(duì)于大電流注入 測(cè)試，可選擇60mA、 80mA、 lOOmA等不同的測(cè)試電流；對(duì)于自由場(chǎng)測(cè)試， 可選擇60V/m、 80V/m、 100V/m等不同的測(cè)試電平。
② 標(biāo)定系統(tǒng)的構(gòu)成在大電流注入測(cè)試中，標(biāo)定系統(tǒng)中沒(méi)有電源、人 工電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品這一部分，而是由標(biāo)定設(shè)備代替，標(biāo)定設(shè)備由一個(gè) 阻抗值為50歐姆的終端負(fù)載、屏蔽線纜、40dB衰減器構(gòu)成，終端負(fù)載由 一根標(biāo)定過(guò)的屏蔽線纜經(jīng)過(guò)40dB的衰減器連接到第一功率單元，屏蔽線纜 穿過(guò)電流注入探頭。在自由場(chǎng)測(cè)試中，標(biāo)定系統(tǒng)也是沒(méi)有電源、人工電源 網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品這一部分，標(biāo)定場(chǎng)強(qiáng)探頭替代場(chǎng)強(qiáng)探頭。
③ 標(biāo)定過(guò)程
對(duì)大電流注入測(cè)試，標(biāo)定過(guò)程的頻率范圍與對(duì)應(yīng)的測(cè)試過(guò)程相同，信 號(hào)發(fā)生器使用連續(xù)波(未調(diào)制波)進(jìn)行標(biāo)定，信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的功率電平 經(jīng)功率放大器放大后，通過(guò)電流注入探頭在標(biāo)定設(shè)備的屏蔽線纜上產(chǎn)生感 應(yīng)電流并檢測(cè)感應(yīng)電流值，并將該電流值與測(cè)試等級(jí)(例如60mA)進(jìn)行比 較，若輸出電流值未達(dá)到測(cè)試等級(jí)則需要繼續(xù)調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出功率電 平，直到達(dá)到測(cè)試等級(jí)要求為止。若輸出電流達(dá)到測(cè)試等級(jí)要求則通過(guò)控 制電腦記錄下此時(shí)的頻率和信號(hào)發(fā)生器輸出電平、功率放大器前向功率。 根據(jù)不同的頻率步進(jìn)要求重復(fù)以上的標(biāo)定步驟，直到完成整個(gè)頻率范圍的 標(biāo)定。所記錄的頻率和信號(hào)發(fā)生器輸出電平、功率放大器前向功率等數(shù)據(jù) 即為系統(tǒng)的標(biāo)定數(shù)據(jù)。
對(duì)于自由場(chǎng)測(cè)試，使用場(chǎng)強(qiáng)探頭進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定過(guò)程的頻率范圍與對(duì) 應(yīng)的測(cè)試過(guò)程相同，信號(hào)發(fā)生器使用連續(xù)波(未調(diào)制波)進(jìn)行標(biāo)定，信號(hào) 發(fā)生器發(fā)出的功率電平經(jīng)功率放大器放大后，通過(guò)天線產(chǎn)生電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)探
頭同時(shí)監(jiān)測(cè)由天線產(chǎn)生的電場(chǎng)值，并將該電場(chǎng)值與測(cè)試等級(jí)(例如60V/m) 進(jìn)行比較，若輸出電場(chǎng)值未達(dá)到測(cè)試等級(jí)則需要繼續(xù)調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出 功率電平，直到達(dá)到測(cè)試等級(jí)要求為止；若輸出電場(chǎng)達(dá)到測(cè)試等級(jí)要求則 通過(guò)控制電腦記錄下此時(shí)信號(hào)發(fā)生器的頻率和信號(hào)發(fā)生器輸出電平、功率 放大器前向功率。根據(jù)不同的頻率步進(jìn)要求重復(fù)以上的標(biāo)定步驟，直到完 成整個(gè)頻率范圍的標(biāo)定。所記錄的頻率和信號(hào)發(fā)生器輸出電平、功率放大 器前向功率等數(shù)據(jù)即為系統(tǒng)的標(biāo)定數(shù)據(jù)。
根據(jù)線纜標(biāo)定數(shù)據(jù)、大電流注入測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定數(shù)據(jù)、自由場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng) 標(biāo)定數(shù)據(jù)以及電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可以確定出控制單元對(duì)信號(hào)發(fā)生器的控 制參數(shù)，控制參數(shù)主要包括信號(hào)調(diào)制方式、調(diào)制深度、輸出信號(hào)起始頻
點(diǎn)、起始輸出電平，以及用于與測(cè)試電平進(jìn)行比較的標(biāo)定電平。
本發(fā)明的測(cè)試過(guò)程(包括大電流注入測(cè)試和自由場(chǎng)測(cè)試)是在測(cè)試 起點(diǎn)頻率產(chǎn)生電場(chǎng)，按照一定的規(guī)則和速率逐漸增加輸出電平(對(duì)于大電 流注入測(cè)試是功率電平，對(duì)于自由場(chǎng)測(cè)試是場(chǎng)強(qiáng)電平，下同)，初始輸出電 平通常為-60dB，直到從測(cè)量?jī)x器(對(duì)于大電流注入測(cè)試是功率計(jì)，對(duì)于自 由場(chǎng)測(cè)試是場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀)讀取的測(cè)試電平達(dá)到預(yù)先標(biāo)定電平為止。測(cè)試電 平的調(diào)節(jié)過(guò)程是通過(guò)向信號(hào)發(fā)生器發(fā)出包含頻率和輸出電平的指令，經(jīng)
過(guò)儀器的測(cè)量穩(wěn)定時(shí)間后，讀取測(cè)試儀器的測(cè)試電平倡:。由測(cè)試電平和預(yù) 先標(biāo)定電平的差值，根據(jù)一定算法，確定信號(hào)發(fā)生器輸出電平的步進(jìn)值， 由此決定下一次信號(hào)發(fā)生器的輸出電平。當(dāng)測(cè)試電平與預(yù)先標(biāo)定電平的差 值較大時(shí)，步進(jìn)值也較大，反之較小，使測(cè)試電平快速而準(zhǔn)確的趨近預(yù)先
標(biāo)定電平。具體算法可以是
<formula>formula see original document page 13</formula>
式中，A為輸出電平調(diào)節(jié)的步進(jìn)值，dp為測(cè)試電平和預(yù)先標(biāo)定電平的
差值，a、 b為針對(duì)具體測(cè)試確定的系數(shù)。A值強(qiáng)制限制在-0.5 20dB之間， 最小單位為0. ldB。相對(duì)于手動(dòng)操作的方式(通過(guò)信號(hào)發(fā)生器面板上的按 鍵依次調(diào)節(jié)輸出電平的最高位、次高位，直至最低位)，由程序控制的方 式，測(cè)試效率與調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性大大提高。
當(dāng)監(jiān)測(cè)的測(cè)試電平達(dá)到預(yù)先標(biāo)定電平以后，保持測(cè)試電平不變，在該 頻點(diǎn)駐留一定時(shí)間，在這一過(guò)程中同時(shí)觀察被測(cè)產(chǎn)品性能是否敏感(受到顯著影響)，如出現(xiàn)敏感，則記錄該敏感頻率點(diǎn)。
根據(jù)設(shè)置的頻率步進(jìn)值，對(duì)測(cè)試頻段的下一頻點(diǎn)進(jìn)行相同測(cè)試，直至 測(cè)試頻段的所有頻點(diǎn)均測(cè)試完成。待全頻段測(cè)試結(jié)束后，再通過(guò)單一頻點(diǎn) 測(cè)試來(lái)確定該頻點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)敏感時(shí)的敏感門(mén)限電平。敏感門(mén)限電平肯定低 于預(yù)先標(biāo)定電平(即極限電平)的值。根據(jù)記錄下的被測(cè)產(chǎn)品在敏感頻率 點(diǎn)的敏感門(mén)限電平和在其它頻率點(diǎn)的標(biāo)定電平，形成敏感門(mén)限電平曲線， 對(duì)測(cè)試獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后生成測(cè)試報(bào)表。在測(cè)試過(guò)程中，讀入功率 計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀的值時(shí)，均連續(xù)讀取4次，取平均值，以提高測(cè)試精度。
由于4次讀取的時(shí)間在百毫秒數(shù)量級(jí)上，因此不影響測(cè)試效率。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，包括電源、人工電源網(wǎng)絡(luò)、電流注入探頭和電流監(jiān)測(cè)探頭，電源經(jīng)過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)和線纜與被測(cè)產(chǎn)品連接，連接人工電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品的線纜穿過(guò)電流注入探頭和電流監(jiān)測(cè)探頭；其特征在于，還包括控制單元、接口卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、第一功率單元；控制單元通過(guò)接口卡控制信號(hào)發(fā)生器的工作，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的射頻干擾信號(hào)接入功率放大器，功率放大器將放大后的高功率干擾信號(hào)通過(guò)電流注入探頭對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加電磁干擾；電流監(jiān)測(cè)探頭將監(jiān)測(cè)到的感應(yīng)電流強(qiáng)度反饋給第一功率單元，第一功率單元通過(guò)接口卡將監(jiān)測(cè)到的感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度傳送給控制單元；控制單元根據(jù)接收到的感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度與標(biāo)定信號(hào)強(qiáng)度的偏差，通過(guò)接口卡調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出，使感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)定信號(hào)強(qiáng)度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征在于， 還包括第二功率單元，其一端連接到接口卡，另一端連接到功率放大器的 輸出端；用于測(cè)量功率放大器產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度，并將干擾信號(hào)強(qiáng)度值 傳送到控制單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征在于， 所述第一、第二功率單元分別包括功率探頭和功率計(jì)，注入電流或感應(yīng)電 流強(qiáng)度通過(guò)功率探頭饋給功率計(jì)，功率計(jì)測(cè)量千擾信號(hào)或感應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其 特征在于，所述功率放大器內(nèi)集成有定向耦合器，干擾信號(hào)通過(guò)定向耦合 器接入電流注入探頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征在于， 所述第二功率單元具有雙輸入通道，用于同時(shí)測(cè)量所述功率放大器的前向 功率和反向功率，所述控制單元計(jì)算前向功率和反向功率的差值，當(dāng)其小 于設(shè)定值時(shí)，控制單元調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)到初始值，以保護(hù)功率 放大器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其 特征在于，所述的接口卡是GPIB卡，GPIB卡一端通過(guò)PCI接口與控制單 元相連；另一端通過(guò)GPIB電纜與各測(cè)試儀器相連，通過(guò)GPIB電纜連接的 各個(gè)儀器具有不同的GPIB地址。
7. —種測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，包括電源、人工電源網(wǎng)絡(luò)、 射頻發(fā)射天線和場(chǎng)強(qiáng)探頭，電源經(jīng)過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)和線纜與被測(cè)產(chǎn)品連接， 連接人工電源網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)產(chǎn)品的線纜水平平行放置在絕緣板上；其特征在 于，還包括控制單元、接口卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀；控制單元通過(guò)接口卡控制信號(hào)發(fā)生器的工作，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的射頻 干擾信號(hào)接入功率放大器，功率放大器將放大后的高功率干擾信號(hào)通過(guò)射 頻發(fā)射天線對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加電磁輻射干擾；場(chǎng)強(qiáng)探頭將監(jiān)測(cè)到的電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)通過(guò)光纖反饋給場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀， 場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀將監(jiān)測(cè)到的感應(yīng)電磁輻射強(qiáng)度傳送給控制單元；控制單元根據(jù)接收到的感應(yīng)電磁輻射強(qiáng)度與標(biāo)定電磁輻射強(qiáng)度的偏 差，通過(guò)接口卡調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出，使感應(yīng)電磁輻射強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)定電 磁輻射強(qiáng)度值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征在于， 還包括第二功率單元，其一端連接到接口卡，另一端連接到功率放大器的 輸出端；用于測(cè)量功率放大器產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度，并將干擾信號(hào)強(qiáng)度值 傳送到控制單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征在于， 所述第二功率單元包括功率探頭和功率計(jì)，注入電流通過(guò)功率探頭反饋給 功率計(jì)，功率計(jì)測(cè)量干擾信號(hào)的強(qiáng)度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征 在于，所述第二功率單元具有雙輸入通道，用于同時(shí)測(cè)量所述功率放大器 的前向功率和反向功率，所述控制單元計(jì)算前向功率和反向功率的差值， 當(dāng)其小于設(shè)定值時(shí)，控制單元調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)到初始值，以保 護(hù)功率放大器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征 在于，所述功率放大器內(nèi)集成有定向耦合器，干擾信號(hào)通過(guò)定向耦合器接 入射頻發(fā)射天線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，其特征在于，場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀通過(guò)串口與控制單元相連；所述的接口卡是GPIB卡，GPIB 卡一端通過(guò)PCI接口與控制單元相連;另一端通過(guò)GPIB電纜與各測(cè)試儀器 相連，通過(guò)GPIB電纜連接的各個(gè)儀器具有不同的GPIB地址。
13. —種測(cè)試汽車電磁敏感度的方法，其特征在于，所述方法包括以 下處理步驟1) 確定各頻點(diǎn)的標(biāo)定電平，控制單元根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)定數(shù)據(jù)確定控制參數(shù)對(duì)信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生射頻干擾信號(hào)，控制參數(shù)包括: 信號(hào)調(diào)制方式、調(diào)制深度、輸出信號(hào)起始頻點(diǎn)、起始輸出電平；該射頻干 擾信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后通過(guò)天線或探頭對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加電場(chǎng)；2) 將監(jiān)測(cè)到的測(cè)試電平值反饋到控制單元，與標(biāo)定電平比較確定差 值，并根據(jù)該電平差值確定對(duì)信號(hào)發(fā)生器輸出電平進(jìn)行調(diào)節(jié)的步進(jìn)值，然 后調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出電平；3) 循環(huán)執(zhí)行步驟2)，直到測(cè)試電平值達(dá)到該頻點(diǎn)的標(biāo)定電平,保持測(cè) 試電平不變，在該頻點(diǎn)駐留一定時(shí)間，測(cè)試被測(cè)產(chǎn)品在該頻點(diǎn)的電磁敏感 參數(shù)；4) 對(duì)測(cè)試頻段的下一頻點(diǎn)進(jìn)行步驟l)至步驟3)的測(cè)試過(guò)程，直至 測(cè)試頻段的所有頻點(diǎn)均測(cè)試完成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的方法，其特征在 于，所述步驟2)中確定步進(jìn)值具體采用以下調(diào)節(jié)方式△= a*(exp(b*dp)-l)A為輸出電平調(diào)節(jié)的步進(jìn)值，dp為測(cè)試電平和預(yù)先標(biāo)定電平的差值， a、 b為針對(duì)具體測(cè)試確定的系數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的方法，其特征在 于，電平調(diào)節(jié)的步進(jìn)值A(chǔ)值通過(guò)強(qiáng)制限制在-0.5~20dB之間，最小單位為 0. ldB。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13-15任一所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的方法，其 特征在于，所述步驟l)中的起始輸出電平為-60dB。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的測(cè)試汽車電磁敏感度的方法，其特征在 于，所述步驟3)中測(cè)試被測(cè)產(chǎn)品在該頻點(diǎn)的電磁敏感參數(shù)具體包括以下 過(guò)程a. 監(jiān)測(cè)被測(cè)產(chǎn)品性能是否出現(xiàn)敏感；b. 如出現(xiàn)敏感，則確定出現(xiàn)敏感時(shí)的敏感門(mén)限電平，并形成敏感門(mén) 限電平曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)試汽車電磁敏感度的設(shè)備，對(duì)于大電流注入測(cè)試，包括電源、人工電源網(wǎng)絡(luò)、電流注入探頭、電流監(jiān)測(cè)探頭、控制單元、接口卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、第一功率單元等單元；對(duì)于自由場(chǎng)測(cè)試，包括電源、人工電源網(wǎng)絡(luò)、射頻發(fā)射天線、場(chǎng)強(qiáng)探頭、控制單元、接口卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀等單元。采用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車電子產(chǎn)品的大電流注入自動(dòng)測(cè)試和自由場(chǎng)自動(dòng)測(cè)試，測(cè)試效率高，并能有效降低試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少測(cè)試出錯(cuò)的可能。
文檔編號(hào)G01R29/08GK101191806SQ200610157189
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者周宇奎, 毛重陽(yáng), 龍光展 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司